DE1817984C2

DE1817984C2 - Signalamplituden-Regenerierschaltung für mehrwertige PCM-Übertragung

Info

Publication number: DE1817984C2
Application number: DE1817984A
Authority: DE
Inventors: Isao Dipl.-Ing. Machida Fudemoto; Masao Dr.-Ing. Yokohama Kawashima; Mikio Dipl.-Ing. Kawasaki Ohtsuki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1967-10-31
Filing date: 1968-10-30
Publication date: 1978-07-06
Also published as: US3585300A; DE1806157A1; DE1806157B2; DE1817984A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalamplituden-Regenerierschaltung, die in einer übertragungsleitung einer mehrwertigen PCM-Ubertragung vorgesehen ist, wobei die übertragung durch eine Kombination von Impulsen mit /1 Amplitudenpegeln ausgeführt wird.

Bei der Kodeübertragung ist die erforderliche Bandbreite einer übertragungsleitung mit Regenerierverstärkern, die für die übertragung der erforderlichen Information notwendig ist, proportional der Anzahl der Zeitabschnitte, die innerhalb einer konstanten Zeitdauer übertragen werden müssen. Wenn andererseits das notwendige unc! ausreichende Verhältnis zwischen Signal und Rauschen (S/N) in der übertragungsleitung erhalten werden kann, kann die Anzahl der Zeitausschnitte desto mehr verringert werden, je mehr der Übertragungskode der Information mehrwertig gemacht wird, und deshalb kann das erforderliche Ubertragungsband verringert werden Bei einem üblichen Verfahren wird die übertragung durch die Verwendung eines hochwertigen Ubertragungsmediums ausgeführt, das ein ausreichend hohes Verhältnis S/N aufweist, z. B. einer koaxialen übertragungsleitung, wobei eine Kodierung mit einem niedrigeren Grad, z. B. mit einem binären Kode, ausgeführt wird, so daß die Geschwindigkeit unnötigerweise erhöht wird und das erforderliche Übertragungsband ausgedehnt wird. Folglich wird auch der Leitungsverlust bei der maximalen Ubertragungsfrequenz unnötigerweise erhöht, und der Abstand zwischen den Verstärkern wird verkürzt, und die Ausrüstung wird teuer.

In PCM-Systemen ist die Verwendung von Impulsregeneratoren bekannt (Der Fernmeldeingenieur, 19. Jg. 1965, Heft 8, S. 1—3, 10—12; IRE Transaction on Communication Systems, September 1960, S. 155).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signalamplituden-Regenerierschaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein ausreichend großes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale.

An sich ist eine Kaskadenschaltung von Komparatoren bekannt (US-Patentschrift 31 88 624). Hierbei wird die an den ersten Komparator angelegte Eingangsspannung mit einer Bezugsspannung verglichen, und wenn die Eingangsspannung größer als die Bezugsspannung ist, erzeugt der Komparator ein digitales Ausgangssignal. Die Spannungsdifferenz zwischen der Eiiigangsspannung und der Bezugsspannung -wird an den zweiten Komparator gegeben, in dem die Restspannung mit einer Spannung verglichen wird, die der Hälfte der Eingangspannung entspricht. Wenn die durch den Vergleich ermittelte Differenzspannung größer als die Bezugsspannung ist, wird ein zweites digitales Ausgangssignal erzeugt, usw. Die erzeugten gestaffelten digitalen Signale werden Verzögerungsleitungen zugeführt, um einen parallelen Kode zu erzeugen. Die bekannte Anordnung dient zum Umsetzen von analogen Signalen in digitale Signale und nicht zum Regenerieren digitaler Signale.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der sind

F i g. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Erfindung und

F i g. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt die Pegel von 11-nären Signalen, die bei dem übertragungssystem verwendet werden. Der

maximale Amplitudenpegel beträgt - A und der minimale Amplitudenpegel beträgt 0 und der Unterschied zwischen zwei benachbarteti Pegeln beträgt A.

Eine Regenerierschaltung für Oktalkoden, d. h. /i == 8, wird als Beispiel mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben. Bei diesem übertragungssystem werden

7 (, 5 4 τ -) 1
Signale mit 8 Pegeln von ^A, ^A, ^A, s/4, IA, "A ^A undO verwendet. In F i g. 2 bezeichnet EIN einen Eingangsanschluß, CL 1 bis CL 6 bezeichnen Taktsignal-Eingangsanschlüsse, und B bezeichnet einen Vorspannkreis, um eine Vorspannung von _|ft A für das Eingangssignal zu erzeugen. SHl bis SH 3 bezeichnen Signalhallckrcisc. Da das Eingangssignal, das hei

S// 1 eintrifft, um . A vorgespannt ist, falls ein praktisch rauschfrcics Signal eingetroffen ist. ist der Wert

je· ι · j ο r. ι 15 _Λ 13 . 11 _J 9 _M

des Signals einer der 8 Pegel von -.7 A. τ?Α, τ?Α, τσΑ,

10 IO 1D IO

¹A⁵A^A A¹A

τνΑ, τζ A, τζ A und τζ,Α.
Io Io Io 16

DLl und DL1 bezeichnen Verzögerunsselemente, die dafür verwendet werden, um die Ausgangssignale der Komparatoren gleichzeitig wirksam zu machen. Vs bezeichnet einen Bezugssignalanschluß, SA 1 und SA1 bezeichnen Subtrahierverstärker mit einem Verstärkungsgrad von 2, COMP 1, COMP 2 und COMP 3 bezeichnen Komparatoren, R 1 und R1 bezeichnen Widerstände zur Signaldämpfung, AD bezeichnet einen Addierkreis, und AUS bezeichnet einen Ausgangsanschluß.

Gemäß F i g. 2 wird angenommen, daß das Eingangssignal g A ± A ist. I ist die Rauschamplitude und ist kleiner als /1/16. Dieses Eingangssignal wird um /1/16 durch den Vorspannkreis B vorgespannt

und wird ~ A ± A. Dieses Signal wird durch den

Signalhaltekreis SH1 gehalten. Andererseits ist immer ein Vergleichssignal mit einem Wert von /1/2 am Bezugssignalanschluß Vr, vorhanden, und das Signal des Haltekreises wird mit dem Wert der Bezugsspannung Vs durch den Komparator COMP I zu dem Zeitpunkt verglichen, der durch den Takt von dem Taktanschluß CLl bestimmt ist. Wenn lias Ergebnis des Vergleiches zeigt, daß das Signal des Haltekreises größer ist, wird ein Ausgangsimpuls mit einem Wert von /1/2 vom Komparator COMP I erzeugt, und falls das Signal kleiner ist, wird kein Impuls erzeugt. Der Ausgang des Signalhaltekreises ist jetzt

β /1 ± . 1, und dieser Wert ist größer als /1/2, und deshalb wird in diesem Falle ein Ausgangsimpuls mit einem Wert .-1/2 von dem Komparator COMP I erzeugt, und dieser Impuls wird zu dem Verzögerungskreis DLl gegeben. Der Impuls wird auch zu dem Subtrahierverstärker SA 1 gegeben, und die Differenz zwischen diesem Impuls und dem Ausgang des Signalhaltekreises SH1 wird in dem Subtrahierverstärker SA 1 verdoppelt und wird τ ^ A ±2.1. Dieser Wert wird durch den zweiten Signalhaltekreis SH1 gehalten. Dieses gehaltene Signal wird mit einem Bezugssignal eines Wertes /1/2 zum Zeilpunkt des Taktimpulses an dem Anschluß CL 4 in dem zweiten Komparator COMPl verglichen. Dieser Vorgang ist genau derselbe wie der Vorgang der ersten Stufe. In

diesem Falle ist das Signal y^ A ± 2 I des Haltekreises größer als /1/2, und deshalb wird ein Ausgangsimpuls eines Wertes A/2 von dem Komparator COMPl erzeugt. Dieser Impuls wird zu dem Verzögerungskreis DLl und zu dem Subtrahierverstärstärker SA1 gegeben, und die Differenz zwischen diesem Impuls und dem Ausgang des Signalhaltekreises SH 2 wird in dem Subtrahierverstärker SA2 ermittelt und das Ergebnis der Subtraktion wird ver-

4
doppelt auf _|f)/1 ±4.1, und dieser Wert wild durch den dritten Signalhuliekreis S//3 gehalten. Das gehaltene Signal wird mit einem Bezugssignal eines Wertes /1/2 zu den Zeitpunkten von Taktimpulsen verglichen, die dann erzeugt werden, wenn die Ausgangssignale der Komparatoren COMP I und COMP 2 jeweils über die Verzögerungskreise DL I und DLl dem Addierkreis AD zugeführt werden. Dieser Vorgang ist derselbe wie der vorstehend beschriebene Vorgang. In diesem Fall ist das gehaltene Signal β A ± 4 I kleiner als /4/2, und deshalb wird kein Impuls erzeugt. Wenn der Vergleichsvorgang in allen Stufen beendet ist und ein Impuls in der letzten Stufe erzeugt wird, werden die Ausgänge der Komparatoren COMPl. COMP 2 und COMP 3 der drei Stufen durch den Addierkreis AD addiert. Es ist hier daraufhinzuweisen, daß in dem vorliegenden Beispiel das Ausgangssignal /1/2 des Komparators der zweiten Stufe auf den halben Wert durch den Widerstand R 1 gedämpft wird und /1/4 wird und das Ausgangssignal A/1 des Komparators der dritten Stufe — in dem obigen Beispiel wird kein Impuls erzeugt — auf den viertel Wert durch den Widerstand R1 gedämpft wird und /1/8 wird. Deshalb werden in dem vorliegenden Beispiel Ausgangssignale von der ersten und der zweiten Stufe ausgesendet, und kein Ausgangssigna) wird von der dritten Stufe ausgesendet, und deshalb werden Signale /1/2 und /1/4 zu dem Addierkreis AD

uesendet, und „ A wird erhältlich, indem die beiden

- 5

Signale addiert werden. Somit ergibt sich, daß das Signal ^A ±1. das ursprünglich über den Eingangsanschluß gegeben wurde, zu -„ A regeneriert worden ist.

Nachfolgend wird das Signal „ A ± I mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben. In diesem Falle wird der Ausgang des Vorspannkreises B y^ A ± .1, und als Ergebnis des Vergleiches im Komparator COMP I wird ein Ausgang /1/2 erzeugt,und dieser wird in dem Subtrahierkreis SA 1 subtrahiert, und das Ergebnis der

Subtraktion wird verdoppelt und wird ^ A ± 2.1, und dieser Wert wird durch den zweiten Signalhaltekreis SH 2 gehalten, und das Ausgangssignal von SH2 wird in dem zweiten Komparator verglichen. In diesem Fall ist das Vergleichssignal /1/2 größer, und

deshalb wird kein Impulserzeugt. Das Signal A ± 2 1

des Haltekreises SH 2 wird dann ohne Änderung verdoppelt, indem es durch den Subirahierverstärker SA 2

^>0 verstärkt wird, und wird j-~ A ± 4 I. Dieses Signal wird durch den Haltekreis SH 3 gehalten und wird mit /1/2 durch den dritten Komparator verglichen. In diesem Falle ist das Signal des Haltekreises größer. und deshalb wird ein Impuls /1/2 durch den Komparator COMP3 erzeugt. Dieser Impuls /1/2 wird auf /4/8 durch den Widerstand R2 vermindert, und deshalb werden in diesem Falle der Impuls /1/2 der ersten Stufe und der Impuls .4/8 der dritten Stufe

addiert, und ein Impuls _ö A kann erhalten werden.

Während /i-näre Signale mit Pegeln von O. .4,

2 ii-l

_nA ... _n A beschrieben worden sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch bei n-närcn Signalen angewendet werden, die nicht den Pegel O enthalten.

Hier/u 2 131 at ι Zcichnuimcn

Claims

Patentanspruch: Signalamplituden-Regenerierschaltung, die in einer übertragungsleitung einer mehrwertigen PCM-U bertragung vorgesehen ist, wobei die übertragung durch eine Kombination von Impulsen mit η Amplitudenpegeln ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß IO

1. die Schaltung m in Stufen angeordnete Komparatoren (COMPi, COMPl, COMPi) enthält, wobei 2^m~' < η < 2^m gilt,

2. den rComparatoren Signalhaltekreise (SH 1, SH 2, SH 3) vorgeschaltet sind,

3. dem ersten Signalhaltekreis (SHl) ein Vorspannkreis (B) vorgeschaltet ist, dem das zu regenerierende Signal zugeführt wird,

4. in dem ersten Komparator (COMPl) das zu regenerierende Signal mit einem Bezugssignal mit der Hälfte der maximalen Amplitudenpegeln verglichen wird und das Bezugssignal abgegeben wird, wenn dieses kleiner als das zu regenerierende Signal ist,

5. dieser Vorgang in den folgenden Stufen wiederholt wird,

6. Subtrahierverstärker (SA 1, SA 2) mit dem Verstärkungsgrad 2 jeweils mit den Eingängen und den Ausgängen der Komparatoren (außer in der letzten Stufe) verbunden sind, wobei jo jeder Subtrahierkreis ein Differenzsignal zwischen dem Eingangssignal des zugeordneten Komparators und dessen Ausgangssignal erzeugt und an den Signalhaitekreis der nächsten Stufe abgibt, π

7. den Komparatoren Verzögerungskreise (DL 1. DL 2) nachgesehaJtet sind, um die Ausgangssignale der Komparaloreii gleichzeitig wirksam zu machen, und

8. milden Verzögerungskreisenein Addierer (AD) to verbunden ist zum Addieren der verzögerten, fortschreitend in jeder Stufe um '/2 gedämpften Ausgangssignale der Komparatoren und zum Erzeugen des regenerierten Signals.